1827_液壓挖掘機(jī)行走裝置

1827_液壓挖掘機(jī)行走裝置,液壓,挖掘機(jī),行走,裝置 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文目 錄1 緒 論 ...............................................................11.1 選題意義 ........................................................11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................................21.3 研究?jī)?nèi)容及方法 ..................................................32 行走裝置設(shè)計(jì)總體基本方案 ......................................42.1 行走裝置設(shè)計(jì)原則 .................................................42.2 輪式液壓挖掘機(jī)行走裝置的結(jié)構(gòu)形式 .................................42.3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...................................................62.4 輪式行走裝置的傳動(dòng)設(shè)計(jì)（液壓機(jī)械傳動(dòng)） ..........................102.5 輪式行走裝置的構(gòu)造 ..............................................112.5.1 懸掛裝置選擇 ..............................................112.5.2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) ..................................................122.5.3 轉(zhuǎn)向方式 ..................................................133 整機(jī)傳動(dòng)系的設(shè)計(jì) ...............................................153.1 選擇液壓馬達(dá)類型、行走速度及傳動(dòng)比 ..............................153.2 實(shí)際速度及牽引力 ................................................173.3 挖掘機(jī)行走裝置參數(shù) ..............................................173.4 變速箱設(shè)計(jì) ........................................................183.4.1 低速檔齒輪設(shè)計(jì) ............................................181 材料選擇 ......................................................182 齒數(shù)確定 ......................................................183 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ............................................184 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) ............................................215 齒輪幾何尺寸計(jì)算 ..............................................233.4.2 高速檔齒輪設(shè)計(jì) ............................................233.4.3 齒輪變位 ..................................................243.5 輪邊減速器 ....................................................263.5.1 傳動(dòng)方案的選擇 ............................................263.5.2 配齒選擇 ..................................................263.5.3 行星傳動(dòng)系設(shè)計(jì) ............................................27南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文主要參數(shù)確定. ...................................................274 其他部件設(shè)計(jì) ....................................................284.1 軸和軸承設(shè)計(jì) ....................................................284.2 軸承、鍵和連軸器的選擇 ..........................................284.2.1 輸入軸 ....................................................284.2.2 輸出軸 ....................................................295 液壓挖掘機(jī)行走裝置運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì) ...............................315.1 模型的建立 ......................................................315.2 構(gòu)件運(yùn)動(dòng)配裝 ....................................................315.2.1 相似點(diǎn) ....................................................315.2.2 不同點(diǎn) ....................................................31結(jié) 論 ................................................................35參考文獻(xiàn) .............................................................36致 謝 ...............................................................37南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11 緒 論改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)迅猛發(fā)展，各行各業(yè)都發(fā)生了翻天覆地的變化，工程機(jī)械行業(yè)同樣得到了相應(yīng)的快速發(fā)展。各行各業(yè)都在奮力拼搏、大膽創(chuàng)新，使得工程機(jī)械品種不斷增加、產(chǎn)量不斷提高、性能不斷完善，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，是一種廣泛用于建筑、鐵路、公路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機(jī)械。它的發(fā)展與應(yīng)用反映了一個(gè)國(guó)家施工機(jī)械化的水平。液壓挖掘機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工作裝置、底盤五部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)的作用是提供動(dòng)力；液壓系統(tǒng)功能是把發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗軅魉徒o油缸、馬達(dá)等，再傳動(dòng)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)；工作裝置的作用是進(jìn)行作業(yè)；底盤的作用是承重、傳力并保證滿足對(duì)車速、牽引力和行駛方向的要求。底盤是組成整體的主要部分，行走機(jī)構(gòu)的性能優(yōu)劣直接影響整機(jī)的使用性能、經(jīng)濟(jì)性能，因此著力研究液壓挖掘機(jī)的行走裝置具有十分重要的意義。根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)及要求，完成挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)總體及減速器設(shè)計(jì)，進(jìn)一步掌握挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)方法和步驟；鞏固、加深對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的掌握；了解國(guó)內(nèi)外液壓挖掘機(jī)發(fā)展?fàn)顩r。液壓挖掘機(jī)是在機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它的工作過(guò)程是以鏟斗的切割刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開(kāi)始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機(jī)械設(shè)備。所以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對(duì)于減輕工人繁重的體力勞動(dòng)，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都起著很大的作用。據(jù)建筑施工部門統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)容量為 1.0 m3 的液壓挖掘機(jī)挖掘Ⅰ~Ⅳ級(jí)土壤時(shí)。每班生產(chǎn)率大約相當(dāng)于 300~400 和工人一天的工作量。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和加速國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。1.1 選題意義液壓挖掘機(jī)是在機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它的工作過(guò)程是以鏟斗的切削刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開(kāi)始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文2一種重要機(jī)械設(shè)備。在建筑工程中，可用來(lái)挖掘苦坑、排水溝，拆除舊有建筑物，平整場(chǎng)地等。更換工作裝置后，可進(jìn)行裝卸、安裝、打樁和拔除樹(shù)根等作業(yè)。在水利施工中，可用來(lái)開(kāi)挖水庫(kù)、運(yùn)河、水電站堤壩的基坑、排水或灌溉的溝渠，疏浚和挖深原有河道等。在鐵路、公路建設(shè)中，用來(lái)挖掘土方、建筑路基、平整地面和開(kāi)挖路旁排水溝等。在石油、電力、通信業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)及市政建設(shè)中，用來(lái)挖掘電纜溝和管道等。在露天采礦場(chǎng)上，可用來(lái)剝離礦石或煤，也可用來(lái)進(jìn)行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè)。在軍事工程中，或用來(lái)筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。所以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對(duì)于減輕工人繁重的體力勞動(dòng)，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都　起著很大的作用。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和加速國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀：近些年來(lái)，隨著微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制技術(shù)通信技術(shù)等新技術(shù)的日益滲透液壓挖掘機(jī)技術(shù)中，智能化的進(jìn)一步應(yīng)用，使得動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)部一些控制元件能夠隨著挖掘機(jī)具體工作狀況而改變，從而提高工作效率，使操縱變得更容易。世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的液壓挖掘機(jī)技術(shù)得以迅速提高，像國(guó)外的這些廠家如日本的小松、日立、神鋼、住友等，美國(guó)的卡特，韓國(guó)的大宇、現(xiàn)代，尤其是德國(guó)的挖掘機(jī)，技術(shù)都已經(jīng)很先進(jìn)了。而今，挖掘機(jī)技術(shù)更是朝著智能、環(huán)保的方向發(fā)展，像Carnegie Mellon 大學(xué)的自主裝載系統(tǒng)、澳大利亞機(jī)器人中心、英國(guó)蘭卡斯特大學(xué)的智能挖掘機(jī)等都在開(kāi)始新興技術(shù)的融合發(fā)展，上世紀(jì) 80 年代初, 美國(guó) Kraft TeleRobtics 公司和 John Deere 公司等都相繼成功開(kāi)發(fā)出遙控挖掘機(jī)，日本小松制作所以 PC200- 2 型液壓挖掘機(jī)為基本機(jī)型進(jìn)行遙控挖掘機(jī)研制。國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀：國(guó)產(chǎn)挖掘機(jī)的功能比較單一，其衍生產(chǎn)品較少，而且國(guó)產(chǎn)挖掘機(jī)規(guī)格主要集中在30t 以下，6t 以下的規(guī)格比較齊全，從 1.5t-30t 基本形成系列，200t 以上基本空南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3白，因此我國(guó)挖掘機(jī)還處于“發(fā)展期” 。我國(guó)挖掘機(jī)企業(yè)在研發(fā)體系和試驗(yàn)體系建設(shè)方面雛形難見(jiàn)，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)基本上處于仿造階段，電控技術(shù)只有山東眾友等少數(shù)公司自己開(kāi)發(fā)，大多數(shù)企業(yè)都在選購(gòu)。節(jié)能減排，降噪安全部件精細(xì)作業(yè)的工作裝置、不同功能的附屬裝置等方面的研發(fā)個(gè)別企業(yè)才剛剛起步，大多數(shù)企業(yè)沒(méi)有能力涉及。目前我國(guó)挖掘機(jī)的質(zhì)量問(wèn)題主要表現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)件、電控、發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓件等核心部件，以及諸如軸銷、司機(jī)室、四輪一帶等其他部件。國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)廠家諸如廣西玉柴、柳工股份、三一重工、河北宣工、徐工、山河智能、龍工集團(tuán)等，正在崛起的江西南特、桂林華力、湖南九五重工、南昌華工、大連黑貓、合肥振宇等。1.3 研究?jī)?nèi)容及方法研究?jī)?nèi)容：1；根據(jù)要求，初步確定行走裝置總體方案的設(shè)計(jì)。2；行走裝置等有關(guān)參數(shù)和行走裝置結(jié)構(gòu)布置。3；行走機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，確定行走液壓馬達(dá)主參數(shù)和傳動(dòng)比等。4；進(jìn)行變速箱設(shè)計(jì)、軸及其他相關(guān)部件選擇，并對(duì)相關(guān)行走裝置強(qiáng)度的計(jì)算。5；驗(yàn)算行走速度、爬坡能力。對(duì)行走穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。研究方法：主要是根據(jù)公式計(jì)算法（查表法）以挖掘機(jī)的機(jī)重為指標(biāo)，對(duì)現(xiàn)代挖掘機(jī)總體參數(shù)用概率的方法得出各主要參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，以公式來(lái)確定挖掘機(jī)的各種參數(shù)，然后根據(jù)所得出的參數(shù)與給出的參數(shù)對(duì)比，求得最接近的設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行 CAD 圖紙的繪制，利用 Pro/e 軟件將行走裝置的零件進(jìn)行三維裝配，并進(jìn)行仿真行走運(yùn)動(dòng)的模擬，通過(guò)三維仿真模擬檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文42 行走裝置設(shè)計(jì)總體基本方案2.1 行走裝置設(shè)計(jì)原則單斗液壓挖掘機(jī)的行走裝置是整機(jī)的支撐部分，其作用是用來(lái)承受機(jī)械的自重及工作裝置挖掘時(shí)的反力，使挖掘機(jī)穩(wěn)定的支撐在地面上工作。同時(shí)又使挖掘機(jī)能在工作時(shí)作場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)及轉(zhuǎn)移工地時(shí)作運(yùn)輸性（輪式行走裝置）運(yùn)行。因而，設(shè)計(jì)單斗液壓挖掘機(jī)的行走裝置時(shí)應(yīng)盡量滿足以下要求：1、單斗液壓挖掘機(jī)應(yīng)有較大的牽引力，使挖掘機(jī)在濕軟的地面或高低不平的地面上行走時(shí)具有良好的越野性能，并有較強(qiáng)的爬坡能力和轉(zhuǎn)彎能。2、在不增高行走裝置的總高度的前提下應(yīng)使行走裝置具有較大的離地間隙，使挖掘機(jī)在不平地面上行走具有良好的通過(guò)性能。3、要降低挖掘機(jī)的接地比壓或使其具有較大的支撐面積，以提高挖掘機(jī)的穩(wěn)定性。4、挖掘機(jī)在斜坡下行時(shí)不發(fā)生超速溜坡現(xiàn)象，挖掘時(shí)不發(fā)生下滑，提高工作時(shí)的安全可靠性。5、挖掘機(jī)的行走裝置外形尺寸應(yīng)符合道路運(yùn)輸?shù)囊?。輪胎式行走裝置與履帶式相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性好，運(yùn)行速度快（通常達(dá)到 20KM/h） 。如將傳動(dòng)箱脫檔后由牽引車拖運(yùn)作長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)，速度可達(dá) 60KM/h。輪胎式行走裝置的缺點(diǎn)是接地比壓較大（150～500KPa）爬坡能力較?。ㄍǔ２怀^(guò)65％） 。挖掘時(shí)需用專門的支腿支撐使機(jī)身穩(wěn)定。目前輪胎式行走裝置基本上只用在斗容量 1m 以下的挖掘機(jī)中。單斗液壓挖掘機(jī)的行走裝置按照傳動(dòng)方式可分為液壓3式和機(jī)械式兩類。選擇行走裝置的形式時(shí)，應(yīng)根據(jù)工作地點(diǎn)的土壤條件、工作量、運(yùn)輸距離及使用條件等決定。2.2 輪式液壓挖掘機(jī)行走裝置的結(jié)構(gòu)形式輪胎式液壓挖掘機(jī)形式很多，有裝在標(biāo)準(zhǔn)汽車地盤上的液壓挖掘機(jī)，也有裝在輪胎式拖拉機(jī)地盤上的懸掛式液壓挖掘機(jī)。這些挖掘機(jī)的斗容量斗較小，工作裝置回轉(zhuǎn)角度受一定的限制。若斗容量稍大、工作性能要求較高的輪胎式挖掘機(jī)斗具有專業(yè)的輪胎地盤行走裝置。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文5專用輪胎地盤的行走裝置式根據(jù)挖掘機(jī)的工況、行駛要求等因素合理設(shè)計(jì)的行走裝置，挖掘機(jī)的作業(yè)及行駛操作均在駕駛室內(nèi)進(jìn)行，因此，操作方便，靈活可靠。圖 2.1 輪式挖掘機(jī)行走裝置1-車架；2-回轉(zhuǎn)支承；3-中央回轉(zhuǎn)接頭；4-支腿；5-后橋；6-傳動(dòng)軸；7-液壓馬達(dá)及變速箱：8-前橋輪胎式行走裝置的主要特點(diǎn):a 用于承載能力較強(qiáng)的越野路面:b 輪式挖掘機(jī)的行駛速度通常不超過(guò) 20KM/h。對(duì)地面最大比壓為 150~500KPa。爬坡能力為 40~60%。標(biāo)準(zhǔn)斗容小于 0.6 立方米的挖掘機(jī)可采用與履帶行走裝置完全相同的回轉(zhuǎn)平臺(tái)及上部機(jī)構(gòu)。c 為了改善越野性能。輪胎式行走裝置多采用全輪驅(qū)動(dòng)。液壓懸掛平衡擺動(dòng)軸.作業(yè)時(shí)有液壓支腿支撐。使驅(qū)動(dòng)橋卸荷，工作穩(wěn)定。d 長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)為了提高效率。傳動(dòng)分配箱應(yīng)脫擋。有牽引車牽引。并應(yīng)與拖掛牽引車達(dá)到同步行車。而挖掘機(jī)可以無(wú)司機(jī)照管。輪式液壓行走裝置如圖 2.1 所示。行走液壓馬達(dá)直接與變速箱相連接（變速箱安裝在底盤上） ，動(dòng)力通過(guò)變速箱由傳動(dòng)軸輸出給前后驅(qū)動(dòng)橋，或再經(jīng)輪邊減速傳驅(qū)動(dòng)車輪。輪式單斗液壓挖掘機(jī)的行走速度不高，其后橋常采用剛性連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。前橋軸南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文6可以懸掛擺動(dòng)，如圖 2.2 所示。圖 2.2 擺動(dòng)前橋機(jī)構(gòu)示意圖1-車架；2-回轉(zhuǎn)支承；3-中央回轉(zhuǎn)接頭；4-支腿；5-后橋；6-傳動(dòng)軸；7-液壓馬達(dá)及變速箱：8-前橋車橋與前橋 4 通過(guò)中間的擺動(dòng)鉸銷鉸接。鉸的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)懸掛液壓油缸 2，它的一端與車架 5 連接，活塞桿端與前橋 4 連接。挖掘機(jī)工作時(shí)，控制閥 1 把兩個(gè)液壓缸的工作腔與油箱的通路切斷，此時(shí)液壓油缸將前橋的平衡懸掛鎖住，減少了擺動(dòng)，提高了作業(yè)穩(wěn)定性：行走時(shí)控制閥 1 左移，使兩個(gè)懸掛液壓缸的工作腔相通，并與油箱接通。前橋便能適應(yīng)路面的高低坡度，上下擺動(dòng)使輪胎與地面保持足夠的附著力。2.3 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、根據(jù)挖掘機(jī)的工作環(huán)境和條件。液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求:充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率。提高傳動(dòng)效率;系統(tǒng)和元件應(yīng)保證在外負(fù)荷變化大和急劇的振動(dòng)沖擊作用下。具有足夠的可靠性;力求減少系統(tǒng)總發(fā)熱量。設(shè)置輕便耐振的冷卻裝置。使主機(jī)持續(xù)工作時(shí)。油溫不超過(guò) 85 度，或溫升不大于 45 度;系統(tǒng)的密封性能要好.由于工作場(chǎng)地塵土多。油液容易污染。要求所用元件對(duì)油液污南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文7染的敏感性低。整個(gè)系統(tǒng)要設(shè)置濾油器和防塵裝置;為了減輕司機(jī)操作強(qiáng)度。要考慮采用液壓或電液伺服操縱裝置。全液壓推土機(jī)行駛系統(tǒng)的傳動(dòng)方案圖 2.3 和控制原理圖 2.4。發(fā)動(dòng)機(jī)分動(dòng)箱左變量泵左變量泵左變量馬達(dá)左變量馬達(dá)左變速裝置右變速裝置左驅(qū)動(dòng)輪右驅(qū)動(dòng)輪圖 2.3 液壓挖掘機(jī)行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案全液壓推土機(jī)的行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由變量泵、變量馬達(dá)、補(bǔ)油泵、溢流閥等組成，確定電液比例控制全液壓推土機(jī)行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單邊回路和控制原理如圖 2、3 所示：圖 2.4 液壓挖掘機(jī)機(jī)行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單邊回路1 變量泵 2 變量馬達(dá) 3、4 單向閥 5 過(guò)濾器 6 補(bǔ)油泵 7、9 溢流閥 8 電磁閥確定整個(gè)系統(tǒng)的控制原理如圖 2.5南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文8發(fā)動(dòng)機(jī) 變量泵 變量馬達(dá) 行走機(jī)構(gòu)控制器電液比例變量機(jī)構(gòu)速度傳感器 速度傳感器電液比例變量機(jī)構(gòu)油門控制機(jī)構(gòu)壓力傳感器圖 2.5 控制原理框圖二、液壓系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵，液壓馬達(dá)的控制策略。推土機(jī)靜壓傳動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的控制原理為極限負(fù)載控制。即根據(jù)負(fù)載的大小變化，發(fā)動(dòng)機(jī)提供相應(yīng)的功率和扭矩。2.1 控制策略部分表 1 挖掘機(jī)行走系統(tǒng)控制策略工作狀態(tài) 發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài) 泵狀態(tài) 馬達(dá)狀態(tài) 系統(tǒng)壓力 車速由怠速起動(dòng)，轉(zhuǎn)速上升功率增大檢測(cè)泵排量，減少或增大泵排量到額定值區(qū)間接受信號(hào)則調(diào)至最大效率排量逐漸增大至馬達(dá)扭矩需要壓力逐漸增大起步800-2200 28ml/r 90ml/r 0-15mpa-21mpa 0-2km/h起步排量 定量 起步排量 定量 漸回落 3.7mpa16.8ml/r 40ml/r 55ml/r 3.7 4mpa 0 4.3km/h40ml/r 56ml/r 55ml/r 4mpa 4mpa 4.3 6.5km/h行走發(fā)動(dòng)機(jī)處于低功率低油耗區(qū)56ml/r 55ml/r 38ml/r 4mpa 4mpa 6.5 8.5km/h最大深度 下鏟 40ml/r 56ml/r 107ml/r 16.8mpa 21mpa3.3km/h工作平均鏟運(yùn)深度鏟運(yùn) 50ml/r 56ml/r 90ml/r107ml/r18mpa 21mpa制動(dòng) 低功率 0 0 0南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文92.2 控制實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)需要通過(guò)多個(gè)控制系統(tǒng)共同作用，以 PLC 作為主控制器的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2.6 和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)原理如圖 2.7 及挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)圖 2.8。微電子系控制器（PLC）顯示器電位計(jì)輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)傳感器信號(hào)電液比例電磁閥電液開(kāi)關(guān)閥報(bào)警信號(hào)燈等發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào) GPS&GSMJ1939CAN 總線輸入控制信號(hào) 輸出控制信號(hào)圖 2.6 PLC 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文10行 駛 操 縱 手 柄緊 急 開(kāi) 關(guān)電 源 1 2 / 2 4 VP L C 控 制 系 統(tǒng)電 位 器檔 位 設(shè) 定噴 射 泵發(fā) 動(dòng) 機(jī)控 制 電 磁 鐵E PE PE PE P速 度 傳 感 器微 調(diào) / 制 動(dòng)分動(dòng)箱變 量 泵變 量 馬 達(dá)圖 2.7 液壓挖掘機(jī)行駛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制原理圖南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11圖 2.8 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)圖1－補(bǔ)油閥；2－中央回轉(zhuǎn)接頭；3－馬達(dá)支腿分配閥；4－行走馬達(dá)制動(dòng)閥；5－行走馬達(dá)；6－支腿油缸；7－支腿鎖閥；8－回轉(zhuǎn)馬達(dá)；9－回轉(zhuǎn)制動(dòng)閥；10－斗桿油缸；11－懸掛分配閥；12－懸掛油缸；13－閥組 II；14－閥組 I；15－鏟斗油缸；16－動(dòng)臂油缸；17-單向節(jié)流閥；18-柴油機(jī); 19－雙聯(lián)齒輪泵;201－油箱;21－冷卻器;22－濾油器2.4 輪式行走裝置的傳動(dòng)設(shè)計(jì)（液壓機(jī)械傳動(dòng)）單斗液壓挖掘機(jī)輪胎地盤較為普遍的傳動(dòng)方式是行走液壓馬達(dá)直接裝在變速箱上。變速箱引出前后傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)前后橋，或者再經(jīng)過(guò)輪邊減速裝置驅(qū)動(dòng)輪胎。變速箱有專門的氣壓或液壓操縱，有越野檔、公路檔。液壓機(jī)械傳動(dòng)采用高速液壓馬達(dá)，使用可靠。這鐘傳動(dòng)系統(tǒng)比機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。省掉了上下傳動(dòng)箱及垂直軸。機(jī)構(gòu)布置較為方便，在轉(zhuǎn)向性能方面經(jīng)過(guò)適當(dāng)選擇液壓組件和變速箱檔位可以減少各檔間的牽引力突變。液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)原理如圖 2.9圖 2.9 輪胎式挖掘機(jī)行走液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖1-輪胎總成;2-轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋;3-轉(zhuǎn)向油缸;4-轉(zhuǎn)向軸;5-行走馬達(dá);6-變速箱;7-中央制動(dòng)氣缸;8-驅(qū)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文12動(dòng)橋;9-制動(dòng)鼓;10-輪邊減速器;11-主減速器;12-中央制動(dòng)器;13-換檔氣缸2.5 輪式行走裝置的構(gòu)造專用輪胎地盤通常由箱形結(jié)構(gòu)的車架、轉(zhuǎn)向前橋、后橋、行走傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及支腿等組成.由于輪胎式挖掘機(jī)的行走速度不高。因此。后橋斗式剛性懸掛的.而前橋則采用中間鉸接液壓懸掛的平衡裝置。2.5.1 懸掛裝置選擇輪胎式單斗液壓挖掘機(jī)由于行走速度不高。因此，一般采用后橋剛性固接，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但為了改善行走性能，前橋通常制成擺動(dòng)式懸掛平衡裝置如圖 2.10。車架與前橋通過(guò)中間的擺動(dòng)銷軸鉸接。在鉸的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)懸掛液壓缸，液壓缸的一端與車架連接，活塞桿端與前橋連接?？刂崎y有兩個(gè)位置。圖示的位置為挖掘機(jī)在工作時(shí)的狀態(tài)?？刂崎y將兩個(gè)液壓缸的工作腔及油箱的聯(lián)系切斷。此時(shí)液壓缸將前橋的平衡懸掛鎖住。有利于穩(wěn)定工作，當(dāng)挖掘機(jī)行走時(shí)控制閥向左移。使兩個(gè)懸掛液壓缸的工作腔連通，并與油箱接通。前橋能適應(yīng)路面的高低坡度。上下擺動(dòng)使輪胎與地面接觸良好，充分發(fā)揮牽引力。圖 2.10 液壓挖掘機(jī)懸掛平衡裝置1-閥;2-懸掛液壓缸;3-擺動(dòng)鉸;4-前橋2.5.2 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文13輪胎式挖掘機(jī)的司機(jī)室布置在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上。轉(zhuǎn)臺(tái)可三百六十度回轉(zhuǎn)，因而挖掘機(jī)必須有一套專門的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，方可在司機(jī)室操縱輪胎轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)該滿足轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的操縱:(1).轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)不影響轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的操縱;(2).操縱輪胎轉(zhuǎn)向要有隨動(dòng)特性。輪胎的轉(zhuǎn)交隨方向盤成比例而轉(zhuǎn)動(dòng)。方向盤不動(dòng);輪胎也應(yīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng);(3).操縱輕便。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度;(4).要減輕轉(zhuǎn)向時(shí)輪子受到?jīng)_擊反應(yīng)到方向盤的力.能實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)向的機(jī)構(gòu)有多種見(jiàn)圖 2.11。如機(jī)械式轉(zhuǎn)向、液壓助力轉(zhuǎn)向和氣壓助力轉(zhuǎn)向等，其中以液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向應(yīng)用最為普遍。圖 2.11 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)原理示意1-轉(zhuǎn)向輪;2-左轉(zhuǎn)向節(jié)臂;3-轉(zhuǎn)向節(jié)主銷;4-轉(zhuǎn)向液壓缸;5-轉(zhuǎn)向橫拉桿;6-前軸;7-右轉(zhuǎn)向節(jié)臂; 8-液壓泵;9-轉(zhuǎn)向器;10-方向盤;11-中心回轉(zhuǎn)接頭2.5.3 轉(zhuǎn)向方式南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文14圖 2.12 各種轉(zhuǎn)向方式 a) 前輪轉(zhuǎn)向; b) 四輪轉(zhuǎn)向; c) 斜形轉(zhuǎn)向; d) 后輪轉(zhuǎn)向液壓挖掘機(jī)的轉(zhuǎn)向性能優(yōu)劣也是影響作業(yè)效率的因素之一。為了使輪胎挖掘機(jī)機(jī)動(dòng)靈活，可在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中增加一套四位六通閥?？梢园葱枰蔀樗姆N不同的方式操縱轉(zhuǎn)向輪，如圖 2.12a) 為前輪轉(zhuǎn)向，屬于一般情況; b) 為前后輪轉(zhuǎn)向，車身較長(zhǎng)時(shí)可使轉(zhuǎn)彎半徑較小;c) 為斜形轉(zhuǎn)向，使整個(gè)車身斜形，便于車子離開(kāi)或靠近作業(yè)面; d) 為后輪轉(zhuǎn)向便于倒車行走時(shí)轉(zhuǎn)向。圖 1.7 中列出了多種轉(zhuǎn)向方式。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文153 整機(jī)傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，機(jī)重為 11 噸；輪胎規(guī)格為 9.00-20；輪胎動(dòng)力半徑r =0.491 米。挖掘機(jī)最大牽引力 P =0.6 機(jī)重；發(fā)動(dòng)機(jī)功率 N=58.8KW，轉(zhuǎn)速w k2000r/min；油泵最大流量 2×100l/min；最大工作壓力 21MPa。最高行駛速度31Km/h，設(shè)計(jì)取全橋驅(qū)動(dòng)。根據(jù)已知參數(shù)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選長(zhǎng)江液壓件廠油泵 G20＊-＊＊15＊-＊＊系列。額定壓力 21MPa 采用定量泵系統(tǒng)。3.1 選擇液壓馬達(dá)類型、行走速度及傳動(dòng)比(1) 確定油馬達(dá)的參數(shù)此挖掘機(jī)采用定量系統(tǒng)，故液壓馬達(dá)選用雙速定量低速大扭矩（軸向柱塞液壓馬達(dá)） ，采用雙速的原因是因?yàn)殡p速液壓馬達(dá)有利于調(diào)節(jié)牽引力和行走速度。最高行駛速度由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所給為 Km/h。 31?v根據(jù)樣機(jī)數(shù)據(jù)并參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。液壓馬達(dá)選取長(zhǎng)江液壓件廠的 GM—16 型液壓馬達(dá)。額定壓力 21MPa.Q=200L/min。 n=1800r/min。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文16q = =0.111L/r 0182(3--1)= =0.115L/min ?m(3--2)= = ×0.98=1704r/min NmaxqQv15.02(3--3)= Mmax?mp???2=0.159×30×0.115×0.9=493.7N.M (3--4)= ×△p×q×Q21=0.159×30×0.115×0.8=439N.M (3--5)式中 ---壓力損失，p?Panda05/3?---容積效率， 0.98?v---機(jī)械效率，0.9 m---額定扭矩(N.M)Max---實(shí)際扭矩 即油馬達(dá)啟動(dòng)扭矩(N.M)Q(2) 傳動(dòng)比分配根據(jù)啟動(dòng)牽引力作為計(jì)算第一檔速度的依據(jù)(越野檔)。則其總傳動(dòng)比為:?316.0rGiQW?總(3--6)式中 ---機(jī)重(T);G---油馬達(dá)啟動(dòng)扭矩 (N.M);MQ---輪胎半徑(m);rw---軸與變速箱總效率。0.8.?33.926.01??rGiQW總南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文17第二檔速度(公路檔)取決于挖掘機(jī)的最大行駛速度合油馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速。其總傳動(dòng)比為:vnriw37.02?總(3--7)式中 ---油馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速(r/min);n---輪胎半徑 (m);rw---挖掘機(jī)最大行駛速度(Km/h).vi總2vnrw37.0?= 149..?=10.175根據(jù)上面的總傳動(dòng)比計(jì)算。變速箱合驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比分配如下:驅(qū)動(dòng)橋:一般工程車輛中多采用驅(qū)動(dòng)橋合輪邊減速器結(jié)合使用。所以驅(qū)動(dòng)橋總減速比可取的大一點(diǎn).參考樣機(jī)選取本機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)比為 21.變速箱: 第一檔 ?i15.4239第二檔 8073.2 實(shí)際速度及牽引力越野檔速度: = = 3.4 Km/hv5.42193.?牽引力為: = = 66 KNTmax08變速箱輸出軸扭矩: mNiMQ.97.3??公路檔速度: = = 31 Km/hv15.47.?牽引力為: = = 7.28 KNmax908.3.3 挖掘機(jī)行走裝置參數(shù)行走裝置型式: 輪胎式;挖掘機(jī)重量: 11 噸;南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文18牽引力: 66 KN輪胎規(guī)格: 9.00---20;輪胎動(dòng)力半徑: 0.491m;油馬達(dá)主要參數(shù):排量: 0.115L/min;扭矩: 493.7 N.m轉(zhuǎn)速: 1704 r/min;流量: 200 L/min.公路行駛時(shí)的主要參數(shù):速度: 31 Km/h;變速箱傳動(dòng)比: 0.485變速箱輸出軸扭矩: 212.9 N.m變速箱及驅(qū)動(dòng)橋效率: 0.85越野檔行駛時(shí)的主要參數(shù):速度: 3.4 Km/h;變速箱傳動(dòng)比: 4.5變速箱輸出軸扭矩: 1975.5 N.m變速箱及驅(qū)動(dòng)橋效率: 0.853.4 變速箱設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的變速箱要能保證一下要求:(1) 改變傳動(dòng)比。擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩合轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件。如起步、加速、上坡等，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下作業(yè)。(2) 實(shí)現(xiàn)倒檔。在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使車輛能前進(jìn)和倒退行駛;(3) 實(shí)現(xiàn)空檔?？汕袛鄠鲃?dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠啟動(dòng)、怠速。并可在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，車輛長(zhǎng)時(shí)間停車，便于變速箱換檔和動(dòng)力輸出。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械式換檔，即人力通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)撥動(dòng)嚙合套進(jìn)行換檔。變速箱有兩對(duì)嚙合齒輪，采用齒輪常嚙合，嚙合套換檔。因此兩對(duì)齒輪的中心距離要相等。3.4.1 低速檔齒輪設(shè)計(jì)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文19根據(jù)設(shè)計(jì)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。因其傳動(dòng)速度不高，故齒面嚙合選用7 級(jí)精度（GB10095－88） 。1 材料選擇由參考文獻(xiàn)[3]第 189 頁(yè)，表 10-1，選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)后表面淬火），硬度為 50HRC，大齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS。2 齒數(shù)確定選小齒輪齒數(shù) =18.大齒輪齒數(shù) ＝ ＝18×4.5＝81，Z12iZ?1取 ＝81。23 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即[]32112. ÷??ìí?|±×e?HeUTkddtt(3--8) 式中 ----載荷系數(shù)；Kt----齒輪分度圓直徑；dt1----齒寬系數(shù)；?----齒輪傳動(dòng)比；u----彈性影響系數(shù)；Ze----齒輪所傳遞的扭矩T1----材料許用應(yīng)力。[]?Ha 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值① 試選載荷系數(shù) =1.3Kt② 小齒輪所傳遞的扭矩 T1mN.39.405×=③ 由參考文獻(xiàn)[3]第 201 頁(yè)，表 10－7 兩支撐相對(duì)小齒輪作不對(duì)稱布置，故取 ＝1.0?d④ 由參考文獻(xiàn)[3]第 198 頁(yè)，表 10－6 彈性影響系數(shù)，取 =189.8 MPaZe⑤ 由參考文獻(xiàn)[3]第 207 頁(yè)，表 10－21d 調(diào)質(zhì)處理合金鋼的 ?limH查得 小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限 ＝1200 MPa；?1limH大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ＝800 MPa2li南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文20⑥ 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) LnNhj160==60×1704×8×200×6＝9.82× h 8(3--9)hj260?=60× ×8×200×65.4178×=式中 ----轉(zhuǎn)速；n----同側(cè)齒廓嚙合次數(shù)；j----工作小時(shí)數(shù)。LH⑦ 由參考文獻(xiàn)[3]第 203 頁(yè)，圖 10-19 灰鑄鐵接觸疲勞壽命系數(shù) 。KHN查得 =0.95; =0.97KN1HN2⑧ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%。安全系數(shù)為 S=1=???1SHlinN1=0.95×1200=1140 MPa (3--10)=2SHlinNK2=0.97×800=776 MPab 計(jì)算① 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的數(shù)值dt1[]???3212.???????????HeUZTkdtt=2.32×3 25768.190.49. ????????=80.469 mm② 計(jì)算圓周速度 v= =4.85 m/s 106?ndt?南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文21(3--11)③ 計(jì)算齒寬 b= =80.469 mm.?dt1④ 計(jì)算齒寬與齒高之比 h模數(shù): = / =4.47 mmmdt1Z齒高: =2.25 =2.25×4.47=10.06 mm=80.469/10.06=8.0hb⑤ 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) =4.85 m/s。7 級(jí)精度.查參考文獻(xiàn)[3]第 192 頁(yè)，圖 10-8 動(dòng)載系數(shù)v值Kv得動(dòng)載系數(shù) =1.14。 v由參考文獻(xiàn)[3]第 190 頁(yè)，表 10-2 取使用系數(shù) =2.0，7 級(jí)精度.KA由參考文獻(xiàn)[3]第 193 頁(yè)，表 10-3 及 469.80235??bFtA(3--12)=539.2 N.mm > 100 N.mm查得 = =1.1KHa小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí):=1.12+0.18(1+0.6 2) 2+0.23×10-3b H??d(3--13)10-2???????469.803.16.018.2=1.593由 =8.0。 =1.593 得 =1.46。故載荷系數(shù)hbKH?F2kHavA?(3--14)=2×1.14×1.1×1.593=3.995南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文22⑥ 按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。有= . = 80.469× = 112.25 mm d1t3ktK3.195(3--15)⑦ 計(jì)算模數(shù)M=d/z = = 6.23 1825.(3--16)4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:m≥ (3--??321????????FSadYZTK17)式中 ----載荷系數(shù)k----齒寬系數(shù)；|d----齒輪齒數(shù)； z1----齒形系數(shù) ;YFa----應(yīng)力校正系數(shù);S----齒輪所傳遞的扭矩；T1----彎曲疲勞強(qiáng)度極限。???a 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值:① 由參考文獻(xiàn)[3]第 204 頁(yè)，圖 10-20 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ?FE查得 小齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限 =650 MPa;?1FE大齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限 =550 MPa.2② 由參考文獻(xiàn)[3]第 202 頁(yè)，圖 10-18 彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN查得 =0.85; =0.88.KFN1FN2③ 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞許用系數(shù) S=1.4得 = = 0.85×650/1.4 = 394.6 Mpa ???1SFEN1(3--18) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文23= =0.88×550/1.4 = 345.7 MPa???F2SFlinNK2④ 計(jì)算載荷系數(shù) k= 2×1.14×1.1×1.46 = 3.662 FavA??(3--19)⑤ 由參考文獻(xiàn)[3]第 197 頁(yè)，表 10-5 齒形系數(shù) 及應(yīng)力校正系數(shù)YFaSa查得 =2.91; =2.22YFa1Fa2=1.54; =1.775SS⑥ 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較???Fa= =0.01136 Sa16.39452?(3--20)= =0.01141??FYSa27.345兩者比較,大齒輪的數(shù)值大.b 設(shè)計(jì)計(jì)算?m??321????????FSadZTK32041.96.8??=4.81 mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果。由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m。由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力。而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力。僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān)?？捎蓮澢趶?qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m=4.81。取 m=5。按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑計(jì)算。.小齒輪的齒數(shù) = /mZ1d=22.45圓整取 22。大齒輪齒數(shù) =4.5×22.45=101.0252南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文24圓整取 1025 齒輪幾何尺寸計(jì)算① 分度圓直徑= ×m=110 mmd1Z= ×m=510 mm2② 計(jì)算中心距=( + )/2=310 mma12③ 計(jì)算齒輪寬度= =110 mmbd1?取 =110 mm; =115 mmB213.4.2 高速檔齒輪設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)方案,選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。因其傳動(dòng)速度不高,故齒面嚙合選用 7級(jí)精度（GB10095－88） 。由于高速擋齒輪設(shè)計(jì)原理和步驟和低速擋齒輪一樣，因此低速擋齒輪設(shè)計(jì)同上步驟，經(jīng)計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的模數(shù) m=2.517。取 m=3。按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑 md150=計(jì)算小齒輪的齒數(shù) = =50Z1/大齒輪齒數(shù) =0.485×50=242這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的齒輪傳動(dòng)即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度。又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。并做到結(jié)構(gòu)緊湊。避免浪費(fèi).3.4.3 齒輪變位因?yàn)橛?jì)算的上對(duì)齒輪已將兩軸的中心距確定。所以現(xiàn)在需要調(diào)整兩對(duì)齒輪的分度圓直徑。來(lái)滿足兩軸的中心距.解決方法:先在傳動(dòng)比不變的條件下改變齒數(shù)。使改變后的中心距與實(shí)際要求的相差較小。再通過(guò)齒輪的變位來(lái)達(dá)到滿足中心距的要求.重新確定小齒輪齒數(shù)為:; 1392=Z67485.0139=×南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文25此時(shí)的中心距為= =309a326719??采用角度變位齒輪傳動(dòng)中的正傳動(dòng)。其中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距。嚙合角大于分度圓壓力角。兩輪的齒全高比標(biāo)準(zhǔn)齒輪短.正傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是可以減少齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸。并且兩輪均采用正變位。能使齒輪機(jī)構(gòu)的承載能力有較大提高.缺點(diǎn)使。由于嚙合角的增大和實(shí)際嚙合線減短。故使重合度減少較多.a 變位齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)已知 、 、m、 、Z12?a?① 確定嚙合角=arccos ( )±2±cos= arccos ( )31096.0② 確定變位系數(shù)和+ = ( + )( + )/(2 )?12??inv±iZ12?tan(6739ta0× 206tan214.34.8.00?????=0.4217③ 確定中心距變動(dòng)系數(shù)= = =0.33yma 3091?④ 確定齒頂高降低系數(shù)=( + )-??12y=0.4217-0.33=0.0917⑤ 分配變位系數(shù)(盡量平均分配)=0.2117; =0.2112⑥ 計(jì)算齒輪的幾何尺寸齒頂高 =( + - )mha1*?1y?南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文26=(1+0.2117-0.0917) ×3=3.36( + - )m?ha2*?2y?=(1+0.21-0.0917) ×3=3.355齒根高 =( + - )mf1*ahc1=(1+0.25-0.2117) ×3=3.115=( + - )mf2*ah?2=(1+0.25-0.21) ×3=3.12節(jié)圓直徑 =?d1±cos/62.047??=418.668 mm=?2±cos/.01??=201.805 mm齒頂圓直徑 = +2da1ha1=423.72= +2a2a2=207.713.5 輪邊減速器3.5.1 傳動(dòng)方案的選擇由參考文獻(xiàn)[12]第 123 頁(yè)，初定輪邊減速傳動(dòng)比為 。方案采用常見(jiàn)2.51??KTi得一級(jí)大減。太陽(yáng)輪輸入行星架輸出。由此確定行星排參數(shù) .等于齒圈齒數(shù)4與太陽(yáng)輪齒數(shù)之比.下圖為其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 3-1.南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文27圖 3-1 輪邊減速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1-半軸套管;2-半軸;3-太陽(yáng)輪;4-行星齒輪;5-行星齒輪軸;6-齒圈;7-行星架.3.5.2 配齒選擇a 各行星排齒圈齒數(shù)盡量接近，最好是取成相同。b 小齒輪的齒數(shù)不要取得過(guò)小，應(yīng)考慮軸和軸承的布置和避免產(chǎn)生根切。c 行星輪最小齒數(shù)不小于 14～17，太陽(yáng)輪的最小齒數(shù)應(yīng)取得更多一些。本設(shè)計(jì)取的太陽(yáng)輪 18 個(gè)齒。行星輪 30 個(gè)齒。滿足要求.3.5.3 行星傳動(dòng)系設(shè)計(jì)主要參數(shù)確定.首先找倒現(xiàn)有的同類機(jī)械。統(tǒng)一等級(jí)和機(jī)構(gòu)類型相似的輪邊減速器作為參考.然后根據(jù)情況的不同。適當(dāng)?shù)倪x擇參數(shù).a 齒輪模數(shù)齒輪模數(shù)直接決定齒輪彎曲強(qiáng)度。從增加彎曲強(qiáng)度出發(fā)。應(yīng)選大模數(shù).但在中心距和速比一定的情況下若選用小模數(shù)。則可以增加齒數(shù)。使重疊系數(shù)增大。傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪接觸強(qiáng)度有所改善.因此在滿足彎曲強(qiáng)度的前提下。應(yīng)盡量采用小模數(shù)。一般可按下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)初選模數(shù):31MKm?(3--21)式中 ---太陽(yáng)輪扭矩M1---模數(shù)系數(shù)。Km南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文28模數(shù)初取 4 mm.經(jīng)計(jì)算:=96 mm。 AmZsp2??DepmZ120?b 齒寬在一定范圍內(nèi)齒寬大齒的強(qiáng)度就高。但輪邊減速器受徑向尺寸和軸向尺寸的限制。又不能太大。試驗(yàn)證明。齒寬過(guò)分增大時(shí)。由于沿齒寬方向負(fù)荷分布不均勻性增大。反而使齒輪承載能力隨之降低.查參考文獻(xiàn)[3]第 201 頁(yè)，表 10-7 圓柱齒輪的齒寬系數(shù) ?d結(jié)合本機(jī)工作情況。取 =0.5.?d則: =0.5×18×4=36b?4 其他部件設(shè)計(jì)4.1 軸和軸承設(shè)計(jì)初選軸徑由參考文獻(xiàn)[3]第 362 頁(yè)，公式(15--2)可初步估算出軸得直徑即 30nPAd?式中 ---軸所受得扭矩 KW;P---軸的轉(zhuǎn)速 r/min;n= (查參考文獻(xiàn)[3]第 362 頁(yè)，表 15—3 取 126)A0[]32.95?T代入各數(shù)據(jù)得: md5.361704823??所以輸入軸得最小直徑取 40 毫米。兩端軸承選內(nèi)徑為 40 毫米深溝球軸承.載荷南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文29大，尺寸受限制時(shí)。往往采用圓錐滾子軸承。其支撐剛度大。但對(duì)軸的變形敏感.內(nèi)外圈可分離。裝拆方便.圓錐滾子軸承能承受軸向力。當(dāng)要求承載能力大時(shí)。還可采用雙列球面滾柱軸承。這種軸承耐沖擊能力好。能自動(dòng)調(diào)心。允許內(nèi)外圈軸線有較大的現(xiàn)對(duì)偏斜。對(duì)軸線偏差能起補(bǔ)償作用.但徑向球軸承價(jià)格便宜、且能承受一定得軸向力、對(duì)軸的變形不敏感、點(diǎn)接觸的摩擦小。適宜用于高速。因其額定負(fù)荷小，因而主要用于中、小載荷。代入輸出軸的扭矩。計(jì)算如下: 615.4231??d所以輸出軸選最小軸徑 65 毫米。兩端用 65 毫米的圓錐滾子軸承支撐。中部為花鍵形式。4.2 軸承、鍵和連軸器的選擇4.2.1 輸入軸根據(jù)輸入軸的軸徑選擇其鍵、軸承和連軸器.已知輸入軸的軸徑為 40 mm。由參考文獻(xiàn)[4]第 107 頁(yè)，表 11-28。選擇普通平鍵。公稱直徑 =12×8.hb?由參考文獻(xiàn)[3] 第 103 頁(yè)，公式(6--1) ???pPkldT???1023校核普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度.式中 ---傳遞的轉(zhuǎn)矩，N. m；T---鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。 =0.5hk---鍵的工作長(zhǎng)度，單位為 mm。平頭平鍵 ，這里 為鍵的公稱長(zhǎng)度，單位l Ll?為 mm;b 為鍵的寬度，單位為 mm---軸的直徑。單位為 mmd---鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力。單位為 MP[]?P對(duì)于變速箱軸上的鍵。 取為 100 MPa.???P代入數(shù)值得:=48.99 MPakldT1023×=4285.93[]?Pd故，此鍵滿足工作要求.連軸器:南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文30由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)[4]第 125 頁(yè)，表 13-2 選取 YL10 型.軸承:由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)[4]第 119 頁(yè)，表 12-6 選取 6209 型深溝球軸承.軸承端蓋:由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)[4]第 132 頁(yè)，表 14-1 計(jì)算軸承端蓋得各幾何參數(shù).端蓋的連接螺釘直徑為md103=;85D?;105.230md??;80305mdD??;.32e.234.2.2 輸出軸根據(jù)輸出軸的軸徑選擇其鍵、軸承和連軸器.已知輸出軸的軸徑為 65 mm。由參考文獻(xiàn)[4]第 107 頁(yè)，表 11-28。選擇普通平鍵。公稱直徑 =22×14.hb?由參考文獻(xiàn)[3]第 103 頁(yè)，公式(6--1) ???PPkldT???1023校核普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度.式中 ---傳遞的轉(zhuǎn)矩， N. m；T---鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， ；kb5.0?---鍵的工作長(zhǎng)度，單位為 mm，平頭平鍵 ，這里 為鍵的公稱長(zhǎng)度，單l Ll位為 mm;b 為鍵的寬度，單位為 mm。---軸的直徑，單位為 mm；d---鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為 MP???P對(duì)于變速箱軸上的鍵， 取為 100 MPa。???P代入數(shù)值得: kldTP1023??654.9=13.59 MPa≤ ??P故，此鍵滿足工作要求.連軸器:南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文31由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)[4]第 123 頁(yè)，表 13-2 選取 YLD 10 型.軸承:由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)[4]第 119 頁(yè)，表 12-6 選取 6214 型深溝球軸承.軸承端蓋:由軸徑和轉(zhuǎn)矩并查參考文獻(xiàn)[4]第 132 頁(yè)，表 14-1 計(jì)算軸承端蓋得各幾何參數(shù).端蓋的連接螺釘直徑為 md103?;25D;5.23?;145305mdD??;8.30e.235 液壓挖掘機(jī)行走裝置運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)5.1 模型的建立液壓挖掘機(jī)的行走過(guò)程是通過(guò)輪胎與地面的摩擦力使得產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的一個(gè)過(guò)程。斗裝滿后提升,回轉(zhuǎn)到卸土位置進(jìn)行卸土。液壓挖掘機(jī)行走裝置為了實(shí)現(xiàn)上述周期性作業(yè)動(dòng)作,整機(jī)由下列幾個(gè)基本組成部分:動(dòng)力裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、行走裝置和輔助設(shè)備。對(duì)液壓挖掘機(jī)行走裝置的零件進(jìn)行三維實(shí)體造型幾乎要用到Pro/ E 中所有的常用操作方法,如拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒角、以及圓角等常用操作命令。例如傳動(dòng)齒輪先繪制草繪圖,用到[ 直線] 、[圓] 、[修剪]等操作,再拉伸得到齒輪的主體。接下來(lái)主要用[拉伸]操作依次繪制傳動(dòng)軸、減速箱,[切除]操作繪制軸孔,最后用相關(guān)其他工具完成整個(gè)行走裝置的繪制。其它主要零部件還包